微電子工藝基礎(chǔ)摻雜技術(shù)(編輯修改稿)
2025-01-19 04:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 程 ① 預(yù)淀積 評估 （ 假片或陪片 ） ：通常測方塊電阻 ， 方塊電阻是指表面為正方形的薄膜 ， 在電流方向的電阻值 。 爐管淀積：一般予淀積溫度較低 ， 時(shí)間也較短 。 氮?dú)獗Ｗo(hù) 。 去釉 （ 漂硼硅玻璃或磷硅玻璃 ） ：爐管淀積后的窗口表面有薄薄的一層硼硅玻璃 ， 用 HF漂去 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散工藝與設(shè)備 （ 2）擴(kuò)散流程 ① 預(yù)淀積 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散工藝與設(shè)備 （ 2）擴(kuò)散流程 ② 再分布（評估） 再分布溫度較高，時(shí)間也較長。通氧氣直接生長氧化層。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散工藝與設(shè)備 （ 2）擴(kuò)散流程 ② 再分布（評估） 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散工藝與設(shè)備 （ 2）擴(kuò)散流程 擴(kuò)散工藝有一步工藝和兩步工藝： ① 一步工藝 是恒定源擴(kuò)散 ， 雜質(zhì)分布服從余誤差分布； ② 兩步工藝 分為予淀積和再分布兩步 予淀積是恒定源擴(kuò)散 ， 目的是在擴(kuò)散窗口硅表層擴(kuò)入總量一定的摻雜元素 。 再分布是限定源擴(kuò)散 ， 摻雜源總量已在予淀積時(shí)擴(kuò)散在窗口上了 ， 再分布的目的是使雜質(zhì)在硅中具有一定的分布或達(dá)到一定的結(jié)深 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散工藝與設(shè)備 （ 3） B擴(kuò)散 原 理： 2 B2O3 + 3Si → 4B +3SiO2 選源： 固態(tài) BN源使用最多 ， 必須活化 。 8001000℃ 活化： 4BN + 3O2 → 2B2O3 + 2N2 特點(diǎn)： B與 Si晶格失配系數(shù)為 ， 失配大 ， 有伴生應(yīng)力缺陷 ， 造成嚴(yán)重的晶格損傷 ， 在 1500℃ ， 硼在硅中的最大 固 溶 度 達(dá) 4*1020/cm3 ， 但 是 最 大 電 活 性 濃 度 是5*1019/cm3。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散工藝與設(shè)備 （ 4） P擴(kuò)散 原 理： 2P2O5 + 5Si → 4P + 5SiO2 選源： 固態(tài) P2O5陶瓷片源使用最多 ， 無須活化 。 特點(diǎn)： 磷是 n形替位雜質(zhì) ， 失配因子 ， 失配小 ，雜質(zhì)濃度可達(dá) 1021/cm3， 該濃度即為電活性濃度 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散工藝與設(shè)備 （ 5）例子（ N+PN晶體管） 微電子工藝基礎(chǔ) 43 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 工藝質(zhì)量檢測 （ 1）工藝指標(biāo) ① 雜質(zhì)表面濃度 ② 結(jié)深 ③ 薄層電阻 ④ 分布曲線 （ 2）工藝條件（ T, t）的確定 解析擴(kuò)散方程獲得工藝條件，目前用計(jì)算機(jī)模擬的工藝參數(shù)。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 工藝質(zhì)量檢測 （ 3） 工藝參數(shù)測量 ① 染色法測結(jié)深 ② 陽極氧化測分布函數(shù) ③ 四探針法測方塊電阻 ④ 四探針法測電阻率 （ 4）電參數(shù)測量 IV曲線 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 二、離子注入技術(shù) 概述 離子注入工藝 離子注入技術(shù)的應(yīng)用 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 二、離子注入技術(shù) 概述 （ 1）熱擴(kuò)散的限制 ① 橫向擴(kuò)散 ② 實(shí)現(xiàn)淺結(jié)困難 ③ 摻雜濃度控制精度 ④ 表面污染 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 二、離子注入技術(shù) 概述 （ 2）離子注入技術(shù)的引入 高集成度電路的發(fā)展需要更小的特征圖形與更近的電路器件間距 。 熱擴(kuò)散對電路的生產(chǎn)已有所限制 ， 于是離子注入法誕生 。 （ 見教材 P228） 離子注入是將含所需雜質(zhì)的化合物分子 （ 如 BClBF3） 電離為雜質(zhì)離子后 ， 聚集成束用強(qiáng)電場加速 ，使其成為高能離子束 ， 直接轟擊半導(dǎo)體材料 ， 當(dāng)離子進(jìn)入其中時(shí) ， 受半導(dǎo)體材料原子阻擋 ， 而停留在其中 ， 成為半導(dǎo)體內(nèi)的雜質(zhì) 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 二、離子注入技術(shù) 概述 （ 2）離子注入源 對于離子注入而言 ， 只采用氣態(tài)或固態(tài)源材料 。 由于便于使用和控制 ， 所以離子注入偏向于使用氣態(tài)源 。 大多數(shù)的氣態(tài)源通常是氟化物 ， 比如 PF AsF BF SbF3與 PF3。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 二、離子注入技術(shù) 概述 （ 3）離子注入原理 離子注入是離子被強(qiáng)電場加速后注入靶中 ， 離子受靶原子阻止 ， 停留其
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